Lớp 12 DÒNG điện XOAY CHIỀU 108 câu từ đề thi thử THPTQG năm 2018 giáo viên hoàng sư điểu image marked
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (885.63 KB, 58 trang )
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Câu 1(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp u U 0 cos 2t vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ
tự cảm L. Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng
điện qua cuộn cảm bằng
A.
U0
2L
.
B.
U0
.
L
C.
U0
.
2L
D. 0.
Đáp án D
Mạch điện chỉ có L nên u và i vuông pha nhau
i2 u2
i2
u U 0
1
0i 0
I 02 U 02
I 02
Câu 2(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp xoay chiều vào đoạn mạch RLC mắc nối tiếp.
Công suất đoạn mạch nào sau đây bằng không?
A. Hai đầu đoạn RL.
B. Hai đầu đoạn RLC.
C. Hai đầu đoạn LC.
D. Hai đầu R.
Đáp án C
Hai đầu đoạn LC không tiêu thụ công suất.
Câu 3(thầy Hoàng Sư Điểu 2018). Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (cuộn dây
thuần cảm, tụ điện có điện dung C thay đổi được) một điện áp xoay chiều u = U 2 cos t (V).
Trong đó U và không đổi. Cho C biến thiên thu được đồ thị biễu điện áp trên tụ theo cảm
kháng ZC như hình vẽ. Coi 72,11 = 20 13 . Điện trở của
mạch là
A. 30 .
B. 20 .
C. 40 .
D. 60 .
Đáp án A
UC(V)
100
72,11
O
125
3
125
ZC(
U C ZC .
U
R 2 Z L ZC
2
U
1
1
1
2
2
R Z L Z 2 2Z L Z 1
C
C
* Khi Z C U C U 20 13V
2
U
1
1
* Từ 1 R Z 2 2 Z L
1
0
ZC
ZC
UC
2
2
L
2
U
0,48
UC
R 2 Z L2
1
1
2Z L
0, 48 0 1
2
ZC
ZC
2Z L
1
1
Z Z R2 Z 2
Z 40
C1
C2
L
Áp dụng Định lí Vi-et:
L
R 30
1 . 1 0, 48
2
2
Z C1 Z C 2 R Z L
Chú ý: Câu này có thể dùng phối hợp 2 công thức Độc.
Câu 4(thầy Hoàng Sư Điểu 2018). Nếu rôto quay tăng thêm 1 vòng/s thì tần số của dòng điện
do máyphát tăng từ 60Hz đến 70Hz và suất điện động hiệu dụng do máy phát ra thay đổi 40V
so với ban đầu. Hỏi nếu tiếp tục tăng tốc độ của rôto thêm 1.vòng/s nữa thì suất điện động hiệu
dụng do máy phát tạo ta là
A. 320V.
B. 240V.
C. 400V.
D. 280V.
Đáp án A
E1
60
70 E 40 E1 240V
1
E~f ~n
n1 60 n 6
1
n1 1 70
n1
E
n1 6
1
E3 320V
E1 240
n1 2 E3
Câu 5(thầy Hoàng Sư Điểu 2018). Có một máy biến áp lí tưởng gồm hai cuộn dây D1 và D2, một
nguồn điện u U 0 cos t u (V) và một điện trở thuần R. Nếu nối hai đầu của cuộn dây D1
với nguồn điện và hai đầu của cuộn D2 với R thì công suất tiêu thụ trên R là 100 W. Nếu nối hai
đầu của cuộn dây D2 với nguồn điện và hai đầu của cuộn dây D1 với R thì công suất tiêu thụ
trên R là 400 W. Nếu đặt nguồn điện vào hai đầu điện trở R thì công suất tiêu thụ trên R là
A. 250 W.
B. 200 W.
C. 225 W.
D. 300 W.
Đáp án B
*Khi nối cuộn dây D1 với nguồn điện và hai đầu của cuộn D2 với R thì
2
2
U
P
D 1
U1 D1
D
R
U 2 U1 2
P U1 2 . 100 1
U 2 D2
D1
D1 R
*Nếu nối hai đầu của cuộn dây D2 với nguồn điện và hai đầu của cuộn dây D1 với R thì
2
2
D 1
U1 D2
D1 P UR
U 2 U1
P U1 1 . 400 2
U 2 D1
D2
D2 R
*Từ (1) và (2) ta có:
U14
U12
4000
200 3
R2
R2
*Khi đặt nguồn điện vào hai đầu điện trở thì: P "
U12 3
P " 200W
R
Câu 6(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Một máy phát điện xoay chiều một pha với rôto là nam châm
có p cặp cực (p cực nam và p cực bắc). Khi rôto quay đều với tốc độ n vòng/giây thì từ thông
qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn với tần số:
A. f =
B. f = np
C. f =
D. f =
Đáp án B
Tần số của máy phát điện được tính theo công thức: f p.n
Trong đó p là số cặp cực, n là số vòng quay của roto, đơn vị là vòng/s
Chú ý: Nếu n có đơn vị vòng/ phút thì: f
p.n
60
Câu 7(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, tụ điện và
điện trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V thì cảm
kháng cuộn cảm là 25Ω và dung kháng của tụ là 100Ω. Nếu chỉ tăng tần số dòng điện lên hai
lần thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R là
A. 0 V.
Đáp án B
B. 120 V.
C. 240 V.
D. 60 V.
Z L L 25
Z L 50
2
Z L Z C (Mạch cộng hưởng).
1
Z C 50
Z C C 100
Lúc này: U R U 120V
Câu 8(thầy Hoàng Sư Điểu 2018). Đặt một điện áp xoay
chiều ổn định vào hai đầu mạch RLC mắc nối tiếp. Dùng một
đồng hồ đo điện đa năng lí tưởng để đo điện trở thuần R
trong mạch. Khi đo điện áp giữa hai đầu điện trở với thang
đo 100 V, thì kim chỉ thị của đồng hồ ở vị trí như hình vẽ. Khi
đo cường độ dòng điện qua mạch với thang đo 1A, thì kim
chỉ thị của đồng hồ vẫn ở vị trí như cũ. Lấy sai số dụng cụ đo là nửa độ chia nhỏ nhất. Kết quả
đo điện trở được viết là
A. R =(100±2)Ω.
B. R =(100 ± 8)Ω.
C. R =(100±4)Ω.
D. R =(100±0,1)Ω
Đáp án B
Khi đó điện áp với thang đo 100V thì ta đo được 26V. Độ chia nhỏ nhất của thang đo Vôn kế
là U U U dc 26 1 (V)
*Khi đo cường độ với thang đo 1A thì ta đo được 0,26A. Độ chia nhỏ nhất của thang đo Ampe
kế là 0,02A. I I I dc 0, 26 0, 01 A
R
U
26
1 0, 01
U I
100 R R
100
8
I 0, 26
I
U
26 0, 26
Do đó R 100 8
Câu 9(thầy Hoàng Sư Điểu 2018). Mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử , điện trở thuần R
thay đổi được cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp . Đặt vào hai
đầu đoạn mạch ổn định. Điều chỉnh R = R0 thì công suất trên mạch đạt cực đại và biểu thức
cường độ dòng điện trong mạch là i 2 2 cos t A . Khi R R1 thì công suất của
3
mạch là P và biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là i1 2cos t . Khi R = R2 thì
công suất tiêu thu trong mạch vẫn là P, biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là
A. i 2 3 cos t A .
4
B. i 2 3 cos t A .
4
C. i 14 cos t 0,198 A .
5
D. i 14 cos t
A .
12
Đáp án A
Giả sử mạch có tính chất cảm kháng Z L Z C
R02 R1 R2 Z L Z C 2
R R1
R R P1 P2
U
2
R1 R2
P
chuẩn hóa R0 1 Z LC 1 (Dĩ nhiên ZLC là hằng số).
* R0 u Z .i I 0 0 R0 Z L Z C i 2 2
* R R1 Z1
7
1 i 4
3
12
U0 4
1
Z LC 1
2
2 R12 Z LC
2
R1 3 R2
I 01 2
3
7
4
U 0 u
u
12 2 3
i2
1
Z 2 R2 Z L Z C i
4
i
3
Câu 10(thầy Hoàng Sư Điểu 2018). Đặt vào hai đầu
UX
đoạn mạch một điện áp u U 2 cos t V (trong đó U
không đổi và thay đổi được). Đồ thị biểu diễn sự
phụ thuộc của điện áp hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn
cảm được biễu diễn như hình vẽ. Khi C thì điện
UL
áp hai đầu tụ đạt cực đại là U m kU . Giá trị của k gần
UC
giá trị nào nhất sau đây?
A. 1,5.
Đáp án A
B. 1,6.
C. 1,7.
O
D. 1,4.
*Từ đồ thị ta có
U L U C
Tại tần số góc 0
max
U R U
n
U Rmax U 5
5
U Rmax U L
UC
UL 7
7
1
1
98
U
Um
1,5 U
2
2
2
k
UR
73
5
/
7
1
n
1
1
2U LU C
2
Câu 11(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Trong một mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì điện áp
giữa hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện luôn
A. sớm pha π/2.
B. trễ pha π/2.
C. sớm pha π/4.
D. trễ pha π/4.
Đáp án B
Mạch chỉ có tụ điện thì i u
2
.
Chú ý: Mạch chỉ có L thì i u
2
. Mạch chỉ có R thì
u i .
Câu 12(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt một điện áp xoay chiều u 200 2 cos100t(V) vào hai
đầu đoạn mạch gồm tụ điện có dung kháng ZC 50 mắc nối tiếp với điện trở thuần R 50 .
Cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức
A. i 4 cos(100t 4)(A).
B. i 2 2 cos(100t 4)(A).
C. i 2 2 cos(100t 4)(A).
D. i 4 cos(100t 4)(A).
Đáp án A
i
u
R Z L ZC i
U 0 u
200 20
i
4
R Z L ZC i
50 0 50 i
4
Câu 13(thầy Hoàng Sư Điểu 2018) Cho mạch điện như
hình vẽ, đặt vào hai đầu mạch điện áp
u AB 30 14.cost (V) với ω không thay đổi. Điện áp
R
A
C
M
L,r
B
tức thời hai đầu đoạn mạch MB lệch pha π/3 so với
dòng điện trong mạch. Khi giá trị biến trở R R 1 thì công suất tiêu thụ trên biến trở là P và
điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB là U1. Khi giá trị biến trở R R 2 R 2 R1 thì công
suất tiêu thụ trên biến trở vẫn là P và điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB là U2. Biết rằng
U1 U 2 90 V. Tỷ số giữa R1 và R 2 là
B. R 1 / R 2 2.
A. R 1 / R 2 6.
C. R 1 / R 2 7.
D. R 1 / R 2 4.
Đáp án D
Từ tan rLC
PR R.
Z rLC 2r
Z LC
Z LC r 3
2
2
r
3
Z R r 3r
U2
R r
2
2
Z LC
U2
2
2
R 2 2r
R 4r 0 R1 R2 4r
P
R
Chuẩn hóa R1 1 R2 4r 2
U rLC Z rLC .
Thay số:
U
2r.
Z
U
R r
60 7
2
1
1 3
r
2
Z LC
r 3
60 7
1 4r
2
2
3
2U
2
R
1 3
r
90 r 0, 25
R1
4
R2
Câu 14(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp xoay
UC(V)
u 120 2 cos t V vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện
trở R nối tiếp với cuộn dây không thuần cảm có điện trở
trong r 20 . Cho C biến thiên thì đồ thị UC phụ
thuộc vào ZC như hình vẽ. Khi thì công suất trên R bằng
135 W. Giá trị cực đại của hiệu điện thế hiệu dụng trên tụ
bằng
A. 120 2V .
B. 120V . A
C. 120 3V .
D. 240V .
Đáp án A
* Từ đồ thị ta phân tích.
O
80
ZC( )
* UC
U
R r
2
1
1
Z 2 2Z L
1
ZC
ZC
ZC U C U
2
L
Z C1 80
U Z C 1 U Z C U Z C 1 Z
ZC 2
*
2
2
2
P R U R U R PR .ZC1 60
R
Z2
Z C21
U2
*Thay đổi ZC để UCmax khi đó
1
1 1
1 1 1
0 Z C 0 160
Z C 0 2 Z C1 Z C 2 80
*
2
2
R r Z L2
60 20 Z L2
160
Z L 80
ZC 0
ZL
ZL
U Cmax
U
1
ZL
ZC 0
120
120 2 V
80
1
160
C1 U C1
1
1 1
1
U C 1 U C 2
Chú ý: C2 U C 2
Z C 0 2 Z C1 Z C 2
max
C0 U C
Câu 15(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các
phần tử: điện trở thuần, cuộn dây hoặc tụ điện. Khi đặt hiệu điện thế u = U0sin (ωt + π/6) lên hai
đầu A và B thì dòng điện trong mạch có biểu thức i = I0sin(ωt - π/3) . Đoạn mạch AB chứa
A. cuộn dây thuần cảm (cảm thuần). B. điện trở thuần.
C. tụ điện.
D. cuộn dây có điện trở thuần.
Đáp án A
Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần, cuộn dây hoặc
tụ điện. Ta có: u i
6
3
2
u i và u sớm pha hơn i.
Do đó đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm.
Câu 16(thầy Hoàng Sư Điểu 2018). Đặt điện áp xoay chiều u = 220 2 cos(100πt +π/3) (V) t tính
bằng s) vào hai đầu đoạn mạch gồm đỉện trở 150 Ω, tụ điện có dung kháng 200 . Cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm thay đổi . Điều chỉnh L để tổng số chỉ của ba vôn kế có giá trị cực đại,
Công suất của đoạn mạch lúc này gần đúng bằng
A. 548W.
B. 784W
C. 836W.
D. 450V.
Đáp án D
Áp dụng:
P
1
1
1
3
1 2 tan RC tan 0
2Z
2.200 11
tan 0
1 C 1
150
R
U2
U2
1
220
cos 2 0
.
.
2
R
R 1 tan 100
1
3
1
11
2
451W
Thiết lập công thức
L thay đổi thì ZL đóng vai trò là biến số. Xuất phát từ công thức
U R U L UC
R Z L ZC
U
. R Z L ZC U .
2
Z
R 2 Z L ZC
Đặt y U R U L U C khi đó y U .
Ta có tan
R Z L ZC
R 2 Z L ZC
2
1
Z L Z C R tan
Z L ZC
2
R
Z L R tan Z C
Thay (2) vào (1):
y U.
y
U
R Z L ZC
R 2 Z L ZC
R 2ZC
R
2
2
U.
R2
R 2 Z C R tan
R 2 R 2 tan 2
cos với tan
U
R
2
Z
cos
R
sin
C
R
b
a
R
R 2ZC
ymax 0 ymax
U
R 2ZC
2
R2
khi
R
1
1 2 tan RC
tan 0
ymax được biến đổi về dạng góc như sau:
2
ymax
2Z
U 1 C 1 U
R
1 2 tan RC
2
1
0 được đưa về dạng đại số như sau:
R 2ZC
1
R
R2
1 2 tan RC
Z L0
ZC
tan 0
Z L 0 ZC
R
R 2ZC
b. Kết quả:
*Viết dưới dạng đại số.
U R U L U C max
U
R 2ZC
2
R2
R
với Z L 0
R2
ZC
R 2ZC
*Viết dưới dạng góc.
U R U L U C max U 1 2 tan RC
2
1 khi
1
1 2 tan RC
tan 0
Câu 17(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Mắc vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của một máy tăng áp lý
tưởng một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U. Nếu đồng thời giảm số vòng
dây ở cuộn sơ cấp 2n vòng và ở thứ cấp 5n vòng thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp để hở là
không đổi so với ban đầu. Nếu đồng thời tăng 30 vòng ở cả hai cuộn thì điện áp hiệu dụng ở
cuộn thứ cấp để hở thay đổi một lượng ∆U = 0,05U so với ban đầu. Số vòng dây của cuộn sơ cấp
và thứ cấp tương ứng là:
A. N1 = 560 vòng, N2 = 1400 vòng. B. N1 = 770 vòng, N2 = 1925 vòng.
C. N1 = 480 vòng, N2 = 1200 vòng. D. N1 = 870 vòng, N2 = 2175 vòng.
Đáp án D
N1 N1 2n
U
U N N 5n N 2 2,5 N1
2
2
2
U 2 0, 05U N 2 30 N 2 0, 05 N 2 30
U
N1 30
N1
N1 30
N2
N 30 N2 12,5 N1 N1 870
0, 05 2
N1
N1 30
N 2 2175
Bình luận:
N1 N1 2n
N 2 2,5 N1 ta đã sử dụng tính chất của dãy tỉ số bằng nhau, nếu
N 2 N 2 5n
em nào không nhận ra được vấn đề này thì sẽ rất khó khăn để giải quyết bài toán này.
Câu 18(thầy Hoàng Sư Điểu 2018)*. Một mạch điện gồm tải Z mắc nối tiếp với R nối với nguồn
điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1.Khi đó điện áp hiệu dụng trên tải là U2, hệ số công
suất trên tải là 0,5 và hệ số công suất toàn mạch là
. Điều chỉnh điện áp nguồn là kU1 thì
công suất tiêu thụ trên R giảm 100 lần nhưng công suất tiêu thụ trên tải Z không đổi và hệ số
công suất trên tải Z không đổi. Giá trị của k xấp xỉ bằng
A. 5,8.
B. 3,4.
C. 4,3.
D. 3,8.
Đáp án A
P1
I1 U R I .R
P2 100 I 2 10 U 2 R 0,1U1R
1
2
2
U
I
cos
U
I
cos
10
U
U
1
Z
1
Z
2
Z
2
Z
Z
1
Z
2
PZ 1
PZ 2
*Mục đích của chúng ta là quy U Z 1 và U Z 2 theo U1 nên để đơn giản ta chuẩn hóa U1 1
*Khi điện áp hai đầu đoạn mạch là U1
U 1Z
U1
sin sin Z
1
10
U 1Z
U 2Z
U1R
3 1
3
sin Z
U 1
U 0,1
1R
2R
3
3
*Khi điện áp hai đầu đoạn mạch là kU1 k U1 1
2
2
2
2
2
AB AH HB k U 2 R U 2 Z cos Z U 2 Z sin Z 5,8
0,1/ 3
10/ 3 0,5 10/ 3 . 3 /2
Câu 19(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch AB
gồm đoạn mạch AM (chứa tụ điện có điện dung C = 0,4/pmF nối tiếp với điện trở R) và đoạn
mạch MB chứa cuộn dây không thuần cảm. Đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp tức thời trên
đoạn mạch AM và trên đoạn mạch MB như hình vẽ lần lượt là đường (1) và đường (2). Lúc t = 0
dòng điện có giá trị bằng giá trị hiệu dụng và đang giảm. Công suất tiêu thụ của mạch là
A. 400W.
D. 200W.
B. 500W.
C. 100W.
u(V)
100
Đáp án C
O
T 4.103 50 Z C
1
50
C
10
t(ms)
(2)
(1)
-100
Từ giản đồ vectơ ta có AMB vuông cân tại M.
U R U r U L U C U 50 2. 2 100 V
CH
R r Z C 50
P
U2
1002
100 W
R r 50 50
Câu 20(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Trong mạch điện
gồm R, L, C mắc nối tiếp xảy ra cộng hưởng thì điều nào sau đây là sai?
A. 2 LC 1.
B. P = UI.
C. U U R .
xoay chiều
D. Z R.
Đáp án A
Mạch RLC mắc nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì Z R . Do đó đáp án Z R là
sai.
Câu 21(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Chọn câu Đúng. Trên một đoạn mạch xoay chiều, hệ số
công suất bằng 0 (cos = 0), khi:
A. đoạn mạch có điện trở bằng không.
B. đoạn mạch không có cuộn cảm.
C. đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần.
D. đoạn mạch không có tụ điện.
Đáp án A
Hệ số công suất của đoạn mạch RLC không phân nhánh:
cos
R R 0
cos 0
Z
Câu 22(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Suất điện động động cảm ứng do máy phát điện xoay chiều
tạo ra có biểu thức e 220 2 cos 100 t 0, 25 V . Giá trị cực đại của suất điện động này là
A. 220 2 V.
B. 220V.
C. 110V.
D. 110 2 V.
Đáp án A
*Suất điện động cực đại là: E0 220 2 V
Câu 23(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Hai máy phát điện xoay chiều một pha đang hoạt động
bình thường và tạo ra hai suất điện động có cùng tần số f. Roto của máy thứ nhất có p1 cặp cực
và quay với tốc độ n1 = 1800 vòng/phút. Roto của máy thứ hai có 4 cặp cực và quay với tốc độ
n2. Biết n2 có giá trị trong khoảng từ 12 vòng/giây đến 18 vòng/giây. Giá trị của f là
A.60Hz.
B.48Hz.
C.50Hz.
D.54Hz.
Đáp án A
Hai máy có cùng tần số f nên:
f pm
f1 f 2
p1n1 p2 n2
1800
p1 4.n2 n2 7,5 p1
60
n2 7,5 p1
Do 12 n2 18
1, 6 p1 2, 4 . Vì p nguyên nên chọn p1 2
Suy ra f1 pn1 2.
1800
60 Hz .
60
Câu 24(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp xoay chiều
u vào hai đầu một đoạn mạch ghép nối tiếp gồm điện trở R,
một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và một tụ điện có điện
dung C thay đổi được. Gọi i là cường độ dòng điện tức thời
qua mạch, là độ lệch pha giữa u và i. Khi điều chỉnh C thì
thấy sự phụ thuộc của tan theo ZC được biểu diễn như đồ thị hình bên. Giá trị của R là
A. 8 (Ω).
B. 4 (Ω).
C. 10 (Ω).
D. 12 (Ω).
Đáp án C
tan
y
Z L ZC
Z
1
.Z C L 1
R
R
R
ax
b
Z
1, 2 L
Z C 0 tan 1, 2 1
R
R 10
ZC 12 tan 0
0 1 .12 Z L
R
R
Câu 25(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V vào hai
đầu hộp đen X thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch bằng 0,25 A và sớm pha π/3 so
với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Cũng đặt điện áp đó vào hai đầu hộp đen Y thì thấy
cường độ dòng điện hiệu dụng vẫn là 0,25 A và dòng điện chậm pha π/6 so với điện áp hai đầu
đoạn mạch. Nếu đặt điện áp trên vào đoạn mạch gồm X, Y mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện
hiệu dụng có giá trị bằng
A.
2 / 8 A.
B.
2 / 4 A.
C.
2 / 2 A.
Đáp án A
*Khi mắc vào hộp X: Z X
U 220
880
I 0, 25
*Khi mắc vào hộp Y: Z X
U 220
880
I 0, 25
*Khi hộp X và Y mắc nối tiếp với nhau , vẽ giản đồ vectơ
trượt.
Từ giản đồ suy ra AMB vuông cân tại M.
Do đó: U X U Y
U
220
100 2 V
2
2
Cường độ lúc này: I
U X U Y 110 2
2
A
Z X ZY
880
8
D.
2 A.
Câu 26(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Xét 4 mạch điện xoay chiều sau: mạch (1) gồm R nối tiếp
cuộn dây thuần cảm (L); mạch (2) gồm R nối tiếp tụ C; mạch (3) gồm cuộn dây thuần cảm (L)
nối tiếp tụ C; mạch (4) gồm R, L, C nối tiếp. Người ta làm thí nghiệm với một trong bốn mạch
điện.
* Thí nghiệm 1: Nối hai đầu mạch vào nguồn điện không đổi thì không có dòng điện trong mạch.
* Thí nghiệm 2: Nối hai đầu mạch vào nguồn điện xoay chiều có u = 100cos(ωt – π/3) V thì có dòng
điện chạy qua mạch là i = 5cos(ωt – π/2) A.
Người ta đã làm thí nghiệm với mạch điện (có thể) nào?
A. mạch (1) và (4).
B. mạch (2) và (4).
C. mạch (2) và (3).
D. Mạch (4).
Đáp án D
Thí nghiệm 1. Nối hai đầu đoạn mạch vào nguồn điện không đổi thì không có dòng điện trong
mạch tức là đoạn mạch đó chắc chắn chứa tụ điện có điện dung C. Loại mạch (1).
* Thí nghiệm 2: Nối hai đầu mạch vào nguồn điện xoay chiều có u 100 cos t
dòng điện chạy qua mạch là i 5cos t
V thì có
3
A . Đoạn mạch này có i trễ hơn u một góc
6
2
nên đoạn mạch có tính cảm kháng nên loại mạch (2) vì mạch (2) có tính dung kháng. Loại mạch
(3) vì u và i ngược pha.
Mạch (4) chứa RLC có thể thỏa mãn vì nếu Z L Z C
Câu 27(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng
không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh. Hiệu điện thế giữa hai đầu
A. đoạn mạch luôn cùng pha với dòng điện trong mạch.
B. cuộn dây luôn ngược pha với hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện.
C. cuộn dây luôn vuông pha với hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện.
D. tụ điện luôn cùng pha với dòng điện trong mạch.
Đáp án D
*Đặt một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC
không phân nhánh. Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây luôn ngược pha với hiệu điện thế giữa
hai đầu tụ điện.
Câu 28(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Trong một mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần
mắc nối tiếp với một tụ điện. Điện áp hiệu dụng đặt vào đoạn mạch là 150 V, dòng điện chạy
trong mạch có giá trị hiệu dụng 2 A. Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện là 90 V. Công suất
tiêu thụ của đoạn mạch là
A. 200 W.
B. 180 W.
C. 240 W.
D. 270 W.
Đáp án C
2
2
2
1502 U R2 902 U R 120 V
U U R U C
2
P RI IU R
P 2.120 240 W
Câu 29(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100V vào hai
đầu đoạn mạch gồm đỉện trở 100 Ω, cuộn dây cảm thuần có độ tự cảm 100 ( ) và tụ điện có
điện dung C thay đổi được . Điều chỉnh C để tổng điện áp U R U L U C đạt giá trị cực đại, hệ
số công suất của đoạn mạch lúc này là
A. 0,31.
B. 0,95
C. 0,70.
D. 0,86.
Đáp án B
Áp dụng công thức Độc đáo HSĐ đã được chứng minh.
Khi C thay đổi để U R U L U C max thì
Thay số: tan 0
1
1 2.
ZL
R
1
1 2 tan RL
tan 0
1
1
cos 0 cos arctan 0,95
3
3
* Chứng minh công thức bài toán C thay đổi để tổng điện áp (UR +UL +UC) đạt cực đại
C thay đổi thì ZC đóng vai trò là biến số. Xuất phát từ công thức
U R U L UC
R Z L ZC
U
. R Z L ZC U .
2
Z
R 2 Z L ZC
Đặt y U R U L U C khi đó y U .
R ZC Z L
R Z L ZC
2
2
1
Ta có tan
Z L Z C R tan
Z L ZC
2
R
Z C Z L R tan
Thay (2) vào (1):
y U.
y
U
R Z L ZC
R 2 Z L ZC
R 2ZC
2
2
U.
R2
R
R 2 Z L R tan
R 2 R 2 tan 2
cos với tan
ymax 0 ymax
U
R 2Z L
2
R2
R
U
R 2Z L cos R sin
R
R
R 2Z L
khi
1
1 2 tan RL
tan 0
ymax được biến đổi về dạng góc như sau:
2
ymax
2Z
U 1 L 1 U
R
1 2 tan RL
2
1
0 được đưa về dạng đại số như sau:
R 2Z L
1
R
R2
1 2 tan RL
ZC 0
ZL
tan 0
Z L ZC 0
R
R 2Z L
b. Kết quả:
*Viết dưới dạng đại số.
U R U L U C max
U
R 2Z L
2
R2
R
với Z C 0
R2
ZL
R 2Z L
*Viết dưới dạng góc.
U R U L U C max U 1 2 tan RL
2
1 khi
1
1 2 tan RL
tan 0
Câu 30(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Một học sinh xác
U 2 .W
định độ tự cảm L bằng cách đặt điện áp u U 0 cos t
(U0 không đổi, = 300 rad/s) vào vào hai đầu một
đoạn mạch gồm có cuộn dây thuần cảm mắc nối tiếp
1
với biến trở R. Biết U 2 2U 02 2U 02 L2 2 . 2 ; trong đó,
R
điện áp U giữa hai đầu R được đo bằng đồng hồ đo
điện đa năng hiện số. Dựa vào kết quả thực nghiệm đo
được trên hình vẽ, học sinh này tính được giá trị của L
là
A. 5,44H.
B. 2,33H.
C. 7,86H.
0,0175
0,0135
0,0095
0,0055
10 6
2
R2
0,0015
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00
D. 9,76H.
Đáp án A
Từ biểu thức
U 2 2U 02 2U 02 L2 2 .
1
1
U 2 2U 02 1 Z L2 . 2
2
R
R
1
: U 2 106 : 0, 0055 2.106 : 0, 0095
2
R
Trên đồ thị ta chọn hai điểm
2
2
6
0, 0055 U 2 1 Z L .1.10
0, 0055 1 Z L2 .106
0
Z L 1633
2
6
0, 0095 2 1 Z 2 .2.106 0, 0095 1 Z L .2.10
L
U 02
L
ZL
1633
5, 44 H
300
Câu 31(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Cho điện áp tức thời giữa hai đầu một mạch điện
u 80cos100 t (V) .Điện áp hiệu dụng là bao nhiêu ?
A. 80 V.
B. 40 V.
C. 80 2
D. 40 2 V.
Đáp án D
Điện áp hiệu dụng U
U 0 80
40 2V
2
2
Câu 32(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp xoay chiều u = 220
cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở r và độ tự
P(W)
242
O
R
80
cảm L mắc nối tiếp với biến trở R. Công suất tiêu thụ của mạch được biểu diễn theo đồ thị bên.
Điện áp hiệu dụng 2 đầu cuộn dây khi giá trị của biến trở R bằng 55 Ω là
A. 193 V.
B. 171,7 V.
C. 155,5 V.
D. 179,5 V.
Đáp án D
*Từ đồ thị ta có khi
R0 80 Z L r Pmax
R 55 U d Z d .
r 20
U2
2202
242
2 R0 r
2 80 r Z L 100
U
U
Z
r 2 Z L2
R r
2
Z L2
220
202 1002
55 20
2
1002
Câu 33(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt điện áp u = 120
cos100πt V vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm biến
400
trở R, tụ điện C =
200
mF và cuộn cảm thuần L = H khi thay
179,5V
u(V)
t(s)
O
đổi giá trị của biến trở thì ứng với hai giá trị của biến trở là
R1 và R2 thì mạch tiêu thụ cùng một công suất P và độ lệch
pha của điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện trong -400
mạch tương ứng là φ1, φ2 với φ1 = 2φ2. Giá trị công suất P
bằng bao nhiêu?
A. 120 W.
B. 240 W.
C. 60 W.
D. 120
W.
Đáp án C
Đoạn mạch đang có tính cảm kháng Z L Z C
1
1 P1 P1 P2
1 22
U2
3
P
sin 21 60 3 W Bình luận: Cách
1
2
P
2
2 Z LC
2
2
2 6
giải trên mang tính chất Độc đáo.
Câu 34(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt vào hai đầu mạch RLC điện xoay chiều điện áp u =
U0cos(100πt + π) thì trong mạch có cộng hưởng điện. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch
là
A. i = I0cos(100πt + π/2).
B. i = I0cos(100πt).
C. i = I0cos(100πt – π).
D. i = I0cos(100πt + π).
Đáp án D
Khi mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện thì pha của i cùng pha với u.
Câu 35(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số
không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm một điện trở thuần R = 50 mắc nối tiếp với một cuộn
cảm thuần có cảm kháng ZL = 50 3 thì cường độ dòng điện tức thời qua mạch có biểu thức i =
I 2cos(t - ). Nếu mắc nối tiếp thêm một tụ điện vào đoạn mạch nói trên rồi đặt hai đầu mạch
vào điện áp xoay chiều đó thì biểu thức cường độ dòng điện là i = 4 2cos t (A). Biểu
6
thức điện áp tức thời hai đầu mạch là
A. u = 200 2cos(t - ) V.
B. u = 220 2cos(t - ) V.
C. u = 200 2cos(t - ) V.
D. u = 220 2cos(t - ) V.
Đáp án C
(
)
ZL
tan 1 R 3 1 3
Lúc đầu chưa mắc C, mạch chỉ có RL:
i
1
u
3 2 6
*Khi mắc thêm C:
i
6
u => Mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
U 0 I 0 Z I 0 R 4 2.50 200 2 V u 200 2 cos t V
6
Câu 36(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Điện năng được truyền đi từ một máy phát đến một khu
dân cư bằng đường dây tải một pha, với hiệu suất truyền tải 90%. Do nhu cầu tiêu thụ điện của
khu dân cư tăng 11% nhưng chưa có điều kiện nâng công suất máy phát, người ta dùng máy
biến áp để tăng điện áp trước khi truyền đi. Coi hệ số công suất của hệ thống không thay đổi. Tỉ
số vòng dây giữa cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là
A. 11.
B. 8.
C. 9.
D. 10.
Đáp án D
Từ công thức tính phần trăm hao phí:
h 1 H
1 H1
P RP U 2
2
P U
U1
1 H2
1
Ptt1
H1 P
H 2 1,11H1 0,999
P
P
0,11
P
1,11
P
tt1
tt1
H tt 2 tt1
2
P
P
P
Thay vào
U2
N
U
1 0,9
10 2 2 10
U1
1 0,999
N1 U1
Chú ý: Ptt công suất tiêu thụ.
Câu 37(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đoạn mạch xoay chiều với điện áp hai đầu đoạn mạch ổn
định có RLC (L thuần cảm) mắc nối tiếp. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch lệch pha là
φ = π/6 so với cường độ dòng điện qua mạch. Ở thời
điểm t, điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch chứa LC là uLC = 100 3V và điện áp tức thời hai
đầu điện trở R là uR = 100 V. Điện áp cực đại hai đầu điện trở R là
A. 200 V.
B. 321,5 V.
C. 173,2 V.
D. 316,2 V.
Đáp án D
6
tan
U 0 LC
U
1
U 0 LC 0 R
UR
3
3
2
uLC
2
2
2
100 3 100
u u
uR LC R 1
1 U 0 R 316V
U
U
U
U
/
3
0
LC
0
R
0
R
0R
Câu 38(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Cho đoạn
mạch RLrC như hình vẽ. Đặt điện áp xoay chiều
có giá trị hiệu dụng U không đổi, tần số f không
đổi vào hai đầu đoạn mạch. Hình bên là đồ thị
biễu điễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ trên
toàn mạch phụ thuộc vào R khi K đóng và K mở.
Công suất cực đại trên biến trở khi K mở gần giá
trị nào sau đây nhất ?
A. 69 W.
Đáp án D
Từ đồ thị ta có
B. 96 W .
D. 125 W.
C. 100 W.
P R r .
U2
R r
2
rU 2
P0 2
0 (Đường trên khi K mở, đường dưới là khi K
2
r Z LC
R 0
2
Z LC
đóng).
R2 200 Z C P2max
U2
U 2 Z C .P2max 200V
2ZC
R1 50 Z L Z C r P1max
U2
2002
200
r 50
2 R1 r
2 50 r
2
PR max R0 r 2 Z LC
r 2 r R1 50 5 PR max
2
U2
124W
2 R0 r
Câu 39(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Cho một đoạn mạch RC có R = 20 Ω; C =
5
.10-4 F. Đặt vào
hai đầu đoạn mạch một điện áp u = 100cos(100πt - π/4) (V). Biểu thức cường độ dòng điện qua
đoạn mạch là
A. i = 2,5
2 cos(100πt + π/4) (A). B. i = 2,5 2 cos 100πt (A).
C. i = 2,5cos 100πt (A).
D. i = 2,5 cos(100πt - π/2) (A).
Đáp án B
ZC
1
1
20
C 5 .104.100
100
U 0 u
4
I 0 i
2,5 20 i 2,5 2 cos100 t
R IZC 20 20i
Câu 40(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Một dòng điện xoay chiều có tần số 60Hz. Tại t = 0, giá trị
tức thời của dòng điện bằng 0. Trong một giây đầu, số lần giá trị tức thời bằng giá trị hiệu dụng
là
A. 60 lần
B. 120 lần
C. 240 lần
D. 30 lần
Đáp án C
1 1
f 60 Hz T f 60 s
1
T s
u U 0 ; t 1 s
60
t 60T
2
* Một chu kì có 4 lần giá trị tức thời của dòng điện bằng giá trị hiệu dụng.
60 chu kì ứng với 60.4 = 240 lần.
Câu 41(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây thuần cảm
L, tụ điện C và biến trở R mắc nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều ổn
định có tần số f thì thấy 4π2f2LC = 1. Khi thay đổi R thì
A.
B.
C.
D.
E.
điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở thay đổi.
Tổng trở của mạch vẫn không đổi.
Công suất tiêu thụ trên mạch thay đổi.
Hệ số công suất trên mạch thay đổi.
Đáp án C
F. *Từ điều kiện 4 2 f 2 LC 1 Z L Z C , mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
G. Do đó: U R U (Luôn luôn không đổi với mọi R). Loại đáp án A.
H. Z
R 2 Z L Z C R (Tổng trở thay đổi khi R thay đổi). Loại đáp án B
2
0
I.
P R.
U2
R 2 Z L ZC
2
U2
1
P ~ (Công suất P phụ thuộc vào R).
R
R
0
J.
Đáp án C đúng.
K. *Hệ số công suất: cos
R RZ
cos 1 (luôn không đổi)
Z
Câu 42(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Đặt lần lượt các điện áp xoay chiều u1 = Ucos(100πt), u2 =
Ucos(110πt), u3 = Ucos(120πt) vào hai đầu một đoạn mạch RLC thì cường độ dòng điện trong
mạch tương ứng là i1 = Icos(100πt + φ1), i2 = I’cos(110πt + φ2) i3 = Icos(120πt + φ3). Hệ thức nào
sau đây là hệ thức đúng?
A. φ3 < φ1.
B. φ2 < φ3.
C. φ1 = φ3.
D. φ1 < φ2.
Đáp án A
I1 I 2 I
*Tần số góc khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng:
0 12 100 .120 109,5
Suy ra 2 0
I
U
Z
U
1
R L
C
2
2
*Từ đồ thị ta nhận xét:
lim I I max Z C 2 Z L 2 ( nên mạch có tính dung kháng).
3 0
Ta có: u1 u 2 u 3 u
*Ở tần số góc 3 mạch có tính cảm kháng nên: u i 3
*Ở tần số góc
1 hoặc 2 mạch có tính dung kháng nên:
i 2 u 1 i 2 i 3
u
i3
i1
i1
Câu 43(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp gồm điện trở
thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u =
150cos100πt (V) Ban đầu đồ thị cường độ đòng điện là đường số (1) trên hình vẽ. Sau đó nối tắt
tụ điện thì đồ thị cường độ đòng điện là đường số (2) trên hình vẽ. Giá trị của R trong mạch là
A. 25 3 .
B. 25 .
C. 60 2 .
D. 20 3 .
Đáp án B
Z
U0
I0
Từ đồ thị ta có: I 01 I 02 3 A
Z1 Z 2 50 Z C 2 Z L 1
1 3
Z
tan 2 L 3 Z L R 3
R
2
3
Z R 2 Z Z 2
Z
1
L
C
Z 2 R R 25
2
Z L R 3
Cách 2: Dùng giản đồ vectơ kép
Từ đồ thị ta có tại thời điểm t = 0 hai dao động đường (1)
và (2) được biễu diễn trên VTLG như sau:
Từ VTLG suy ra dòng điện trong hai trường hợp lệch pha
nhau
2
3
U 0 R I0 R
I 01 3I 02
U 0 R1 U 0 R 2
U 0 R1
U 0 R 2 2
2
1 2 3 arccos U arccos U 3
0
0
arccos
U0R2
U
U
2
arccos 0 R 2
U 0R1 U 0R 2 75V R 0R 2 25
150
150
3
I 02
Chú ý: để tìm nghiệm U0R2 tà phương trình trên ta sử dụng máy tính Fx – 750 ES (hoặc máy
khác tương đương). (Các em có thể xem kĩ trong chuyên đề dùng máy tính để giải điện xoay
chiều).
Câu 44(thầy Hoàng Sư Điểu 2018): Điện năng được truyền từ nhà máy điện nhỏ đến một khu
công nghiệp B bằng đường dây tải một pha. Nếu điện áp truyền đi là U thì ở khu công ngiệp B
phải lắp một máy hạ áp với tỉ số 30 để đáp ứng 20/21 nhu cầu sử dụng điện năng ở khu công
nghiệp. Nếu muốn cung cấp đủ điện năng cho KCN thì điện áp truyền đi phải là 2U. Khi đó cần
dùng máy hạ áp với tỉ số như thế nào? Coi hệ số công suất bằng 1
A. 63
Đáp án A
B. 58
C. 53
D. 44
